本實(shí)用新型涉及一種建筑技術(shù)，尤其涉及一種地基處理技術(shù)，具體地，是復(fù)合地基處理中使用的一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

復(fù)合地基，是指天然地基在地基處理過(guò)程中部分土體得到增強(qiáng)、或被置換、或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體或被改良的天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。在荷載作用下，基體和增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載的作用。根據(jù)復(fù)合地基荷載傳遞機(jī)理將復(fù)合地基分成豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基和水平向增強(qiáng)復(fù)合地基兩類，又把豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基分成散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基三種。

其中，普遍采用的傳統(tǒng)剛性樁復(fù)合地基中，天然地基土與剛性樁的剛度相差很大，樁間土變形量較小，其承載能力未得到充分的發(fā)揮，同時(shí)由于剛性樁下部的持力層均被天然分擔(dān)，難以產(chǎn)生下刺入持力層的效果，因此現(xiàn)有的復(fù)合地基的承載力偏大，造價(jià)偏高。如何提高天然地基土的承載力，在復(fù)合地基中充分發(fā)揮各組成構(gòu)件承載能力，并進(jìn)一步降低工程造價(jià)是復(fù)合地基處理過(guò)程中急需解決的問(wèn)題。

CM樁，作為高層建筑中普遍采用的一種復(fù)合地基類型，由剛性樁（C樁）、柔性樁（M樁）、褥墊層（砂石級(jí)配墊層）及天然地基土復(fù)合組成。其工作原理是，上部結(jié)構(gòu)荷載通過(guò)褥墊層及設(shè)置在剛性樁頂端的柔性樁帽協(xié)調(diào)傳遞，傳給由C樁、M樁與天然地基土共同作用而形成的復(fù)合地基上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)發(fā)明人在現(xiàn)有CM樁的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有的復(fù)合地基存在的樁間土的承載力未能充分發(fā)揮、造價(jià)偏高及承載力不足等問(wèn)題，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及優(yōu)化，提供了一種新型的CM樁結(jié)構(gòu)，具體地，是一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造安裝使用方便靈活等特點(diǎn)，且能夠提高20%以上的承載能力，最高甚至可提高50%；進(jìn)一步地，在滿足相同的承載力及地基沉降量的條件下，可以大幅度地降低工程造價(jià)及擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，包括剛性C樁體、柔性M樁體、樁間土體和褥墊層；其中，相間均勻排布并垂直設(shè)于所述樁體土體內(nèi)部的所述剛性C樁體和所述柔性M樁體與所述樁間土體一同構(gòu)成承載部，所述褥墊層鋪設(shè)在所述承載部上；所述剛性C樁體的頂部裝設(shè)有能夠受壓產(chǎn)生形變的樁帽，所述樁帽與所述褥墊層之間加裝有耐壓體，所述耐壓體為厚度不小于1.0毫米的鋼板耐壓體。

進(jìn)一步地，所述剛性C樁體的橫排與所述柔性M樁體的橫排相間排列，包括對(duì)齊或交叉相間排列，優(yōu)選為交叉相間排列；所述剛性C樁體的長(zhǎng)度大于所述柔性M樁體的長(zhǎng)度。從而，所述剛性C樁體與所述柔性M樁體及所述樁間土體組成長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的所述承載部來(lái)承擔(dān)上部的基礎(chǔ)荷載，從而滿足基礎(chǔ)承載力要求并減少地基沉降量。

進(jìn)一步地，所述剛性C樁體選自混凝土灌注樁、預(yù)制混凝土樁和預(yù)應(yīng)力管樁中的任意一種或幾種。所述剛性C樁體的作用不僅是提高地基承載力，且可通過(guò)樁身將荷載向地基深處傳送，減少壓縮層變形，因此，所述剛性C樁體選用剛性樁，優(yōu)選地，通過(guò)對(duì)比，尤其是優(yōu)選混凝土灌注樁、預(yù)制混凝土樁和預(yù)應(yīng)力管樁。

進(jìn)一步地，所述柔性M樁體選自散體材料樁、柔性樁、亞剛性樁中的任意一種或幾種，以提高地基承載力，改良樁間土體，增強(qiáng)剛性C樁體與樁間土體之間的摩阻力。優(yōu)選地，對(duì)于地質(zhì)條件較差的淤泥質(zhì)軟土地基，所述柔性M樁體采用半剛性石灰樁，對(duì)樁間土體進(jìn)行改良，利用生石灰吸脹的原理，有效吸收樁間土體中的水分，降低樁間土體的含水率，同時(shí)擠壓樁間土體以提高樁間土體的承載力，從而實(shí)現(xiàn)了將不適合采用復(fù)合地基的地質(zhì)條件同樣可以采用CM樁結(jié)構(gòu)，尤其是本實(shí)用新型所述的CM樁結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述褥墊層采用選自粗砂、碎石、級(jí)配砂石中的任意一種或幾種的顆粒性材料制備，并優(yōu)選地限制其最大粒徑。所述褥墊層可有效地減弱樁頂?shù)膽?yīng)力集中現(xiàn)象，可有效地減小剛性C樁體、柔性M樁體的樁土、樁間土體的應(yīng)力比，減小樁體中的軸向應(yīng)力。優(yōu)選地，所述褥墊層的厚度范圍在20-40厘米之間，當(dāng)樁間距過(guò)大時(shí)，褥墊層的厚度也可以相應(yīng)地加大。

進(jìn)一步地，所述樁帽為柔性樁帽，其外形與所述剛性C樁體的端面相配，其與樁間土體的壓縮模量相當(dāng)，在共同荷載作用下產(chǎn)生同步的沉降量，使樁間土體產(chǎn)生一定的壓縮，提高樁間土體的承載力，樁帽采用與地基壓縮模量相近的無(wú)空隙擠塑泡沫板制作，即所述樁帽是一種無(wú)空隙擠塑泡沫板樁帽。優(yōu)選地，所述樁帽的厚度范圍在25-40毫米之間，更加優(yōu)選地，所述樁帽的厚度為30毫米。

所述樁帽在豎向荷載作用下，產(chǎn)生與樁間土體同步壓縮，使樁間土體豎向應(yīng)力增大，相應(yīng)樁間土體的水平向應(yīng)力也增大，充分發(fā)揮樁間土體的潛能，可大大減小樁體中的主應(yīng)力差，有效改善樁體的受力狀態(tài)，減小樁體上端被剪壞的可能，使CM樁復(fù)合地基變成三維高強(qiáng)復(fù)合地基，極大的提高了復(fù)合地基承載能力，可以減小地基的不均勻沉降。

進(jìn)一步地，為了防止褥墊層刺破擠柔性樁帽（如塑泡沫體制造的樁帽），因而在樁帽與褥墊層之間加裝鋼板耐壓體，所述鋼板耐壓體的厚度優(yōu)選為2.0毫米。除此以外，所述鋼板耐壓體還為了防止所述柔性樁帽（如塑泡沫體制造的樁帽）與所述褥墊層之間產(chǎn)生擦滑，并起到一定的緩沖作用，以使所述樁帽更佳適用于所述樁間土體，使其兩者同步作用及壓縮。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

本實(shí)用新型充分利用樁間土體（天然土）受壓后的承載能力，實(shí)現(xiàn)地基承載能力的大幅提高；通過(guò)褥墊層及柔性樁帽的作用實(shí)現(xiàn)應(yīng)力重分配，解決了現(xiàn)有的復(fù)合地基剛性樁只能實(shí)現(xiàn)上刺入而無(wú)法實(shí)現(xiàn)下刺入的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了剛性樁的雙向刺入，大大提高了剛性樁的承載力和穩(wěn)定性；本實(shí)用新型所述CM樁復(fù)合地基可通過(guò)調(diào)整剛性C樁體和柔性M樁體的相對(duì)長(zhǎng)度、材料、布置形式及褥墊層的厚度等參數(shù)，并進(jìn)一步通過(guò)增設(shè)鋼板耐壓體并限定其厚度，來(lái)滿足不同地質(zhì)條件下地基承載力和沉降量的要求，并使其具有更大的靈活性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的部分俯視圖；

圖2為本實(shí)用新型所述增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的剖面圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1-2，本實(shí)用新型提供了一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，包括剛性C樁體1、柔性M樁體2、樁間土體3和褥墊層4；其中，相間均勻排布并垂直設(shè)于所述樁體土體3內(nèi)部的所述剛性C樁體1和所述柔性M樁體2與所述樁間土體3一同構(gòu)成承載部，所述褥墊層4鋪設(shè)在所述承載部上；所述剛性C樁體1的頂部裝設(shè)有能夠受壓產(chǎn)生形變的樁帽5，所述樁帽5與所述褥墊層4之間加裝有耐壓體6，所述耐壓體6為厚度不小于1.0毫米的鋼板耐壓體。

在實(shí)施例中，一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，包括剛性C樁體1、柔性M樁體2、樁間土體3和褥墊層4；其中，相間均勻排布并垂直設(shè)于所述樁體土體3內(nèi)部的所述剛性C樁體1和所述柔性M樁體2與所述樁間土體3一同構(gòu)成承載部，所述褥墊層4鋪設(shè)在所述承載部上；所述剛性C樁體1的頂部裝設(shè)有能夠受壓產(chǎn)生形變的樁帽5，所述樁帽5與所述褥墊層4之間加裝有耐壓體6，所述耐壓體6為厚度不小于1.0毫米的鋼板耐壓體；所述剛性C樁體1的橫排與所述柔性M樁體2的橫排相間排列，包括對(duì)齊或交叉相間排列，優(yōu)選為交叉相間排列；所述剛性C樁體1的長(zhǎng)度大于所述柔性M樁體2的長(zhǎng)度。從而，所述剛性C樁體與所述柔性M樁體及所述樁間土體組成長(zhǎng)短樁復(fù)合地基的所述承載部來(lái)承擔(dān)上部的基礎(chǔ)荷載，從而滿足基礎(chǔ)承載力要求并減少地基沉降量。

在實(shí)施例中，一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，包括剛性C樁體1、柔性M樁體2、樁間土體3和褥墊層4；其中，相間均勻排布并垂直設(shè)于所述樁體土體3內(nèi)部的所述剛性C樁體1和所述柔性M樁體2與所述樁間土體3一同構(gòu)成承載部，所述褥墊層4鋪設(shè)在所述承載部上；所述剛性C樁體1的頂部裝設(shè)有能夠受壓產(chǎn)生形變的樁帽5，所述樁帽5與所述褥墊層4之間加裝有耐壓體6，所述耐壓體6為厚度不小于1.0毫米的鋼板耐壓體；所述剛性C樁體1選自混凝土灌注樁、預(yù)制混凝土樁和預(yù)應(yīng)力管樁中的任意一種或幾種。所述剛性C樁體的作用不僅是提高地基承載力，且可通過(guò)樁身將荷載向地基深處傳送，減少壓縮層變形，因此，所述剛性C樁體選用剛性樁，優(yōu)選地，通過(guò)對(duì)比，尤其是優(yōu)選混凝土灌注樁、預(yù)制混凝土樁和預(yù)應(yīng)力管樁。

在實(shí)施例中，一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，包括剛性C樁體1、柔性M樁體2、樁間土體3和褥墊層4；其中，相間均勻排布并垂直設(shè)于所述樁體土體3內(nèi)部的所述剛性C樁體1和所述柔性M樁體2與所述樁間土體3一同構(gòu)成承載部，所述褥墊層4鋪設(shè)在所述承載部上；所述剛性C樁體1的頂部裝設(shè)有能夠受壓產(chǎn)生形變的樁帽5，所述樁帽5與所述褥墊層4之間加裝有耐壓體6，所述耐壓體6為厚度不小于1.0毫米的鋼板耐壓體；所述柔性M樁體2選自散體材料樁、柔性樁、亞剛性樁中的任意一種或幾種，以提高地基承載力，改良樁間土體，增強(qiáng)剛性C樁體與樁間土體之間的摩阻力。優(yōu)選地，對(duì)于地質(zhì)條件較差的淤泥質(zhì)軟土地基，所述柔性M樁體采用半剛性石灰樁，對(duì)樁間土體進(jìn)行改良，利用生石灰吸脹的原理，有效吸收樁間土體中的水分，降低樁間土體的含水率，同時(shí)擠壓樁間土體以提高樁間土體的承載力，從而實(shí)現(xiàn)了將不適合采用復(fù)合地基的地質(zhì)條件同樣可以采用CM樁結(jié)構(gòu)，尤其是本實(shí)用新型所述的CM樁結(jié)構(gòu)。

在實(shí)施例中，一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，包括剛性C樁體1、柔性M樁體2、樁間土體3和褥墊層4；其中，相間均勻排布并垂直設(shè)于所述樁體土體3內(nèi)部的所述剛性C樁體1和所述柔性M樁體2與所述樁間土體3一同構(gòu)成承載部，所述褥墊層4鋪設(shè)在所述承載部上；所述剛性C樁體1的頂部裝設(shè)有能夠受壓產(chǎn)生形變的樁帽5，所述樁帽5與所述褥墊層4之間加裝有耐壓體6，所述耐壓體6為厚度不小于1.0毫米的鋼板耐壓體；所述褥墊層4采用選自粗砂、碎石、級(jí)配砂石中的任意一種或幾種的顆粒性材料制備，并優(yōu)選地限制其最大粒徑。所述褥墊層可有效地減弱樁頂?shù)膽?yīng)力集中現(xiàn)象，可有效地減小剛性C樁體、柔性M樁體的樁土、樁間土體的應(yīng)力比，減小樁體中的軸向應(yīng)力。優(yōu)選地，所述褥墊層的厚度范圍在20-40厘米之間，當(dāng)樁間距過(guò)大時(shí)，褥墊層的厚度也可以相應(yīng)地加大。

在實(shí)施例中，一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，包括剛性C樁體1、柔性M樁體2、樁間土體3和褥墊層4；其中，相間均勻排布并垂直設(shè)于所述樁體土體3內(nèi)部的所述剛性C樁體1和所述柔性M樁體2與所述樁間土體3一同構(gòu)成承載部，所述褥墊層4鋪設(shè)在所述承載部上；所述剛性C樁體1的頂部裝設(shè)有能夠受壓產(chǎn)生形變的樁帽5，所述樁帽5與所述褥墊層4之間加裝有耐壓體6，所述耐壓體6為厚度不小于1.0毫米的鋼板耐壓體；所述樁帽5為柔性樁帽，其外形與所述剛性C樁體1的端面相配，其與樁間土體3的壓縮模量相當(dāng)，在共同荷載作用下產(chǎn)生同步的沉降量，使樁間土體產(chǎn)生一定的壓縮，提高樁間土體的承載力，樁帽采用與地基壓縮模量相近的無(wú)空隙擠塑泡沫板制作，即所述樁帽是一種無(wú)空隙擠塑泡沫板樁帽。優(yōu)選地，所述樁帽的厚度范圍在25-40毫米之間，更加優(yōu)選地，所述樁帽的厚度為30毫米。本實(shí)用新型采用在復(fù)合地基剛性C樁體的頂部安裝一個(gè)能受壓變形的、壓縮模量與樁間土體相當(dāng)?shù)臉睹?，使?fù)合地基上部結(jié)構(gòu)荷載通過(guò)基礎(chǔ)及褥墊層的協(xié)調(diào)先傳遞天然地基土層中，使天然地基土層發(fā)生相當(dāng)于樁帽可壓縮變形量的下沉，進(jìn)而提高樁間土體的承載力，同時(shí)使剛性C樁體在地基沉降過(guò)程中產(chǎn)生上刺入作用咬合，提高剛性C樁體的承載力和穩(wěn)定性。

在實(shí)施例中，一種增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)，包括剛性C樁體1、柔性M樁體2、樁間土體3和褥墊層4；其中，相間均勻排布并垂直設(shè)于所述樁體土體3內(nèi)部的所述剛性C樁體1和所述柔性M樁體2與所述樁間土體3一同構(gòu)成承載部，所述褥墊層4鋪設(shè)在所述承載部上；所述剛性C樁體1的頂部裝設(shè)有能夠受壓產(chǎn)生形變的樁帽5，所述樁帽5與所述褥墊層4之間加裝有耐壓體6，所述耐壓體6為厚度不小于1.0毫米的鋼板耐壓體；為了防止褥墊層刺破擠柔性樁帽（如塑泡沫體制造的樁帽），因而在樁帽與褥墊層之間加裝鋼板耐壓體，所述鋼板耐壓體的厚度優(yōu)選為2.0毫米。除此以外，所述鋼板耐壓體還為了防止所述柔性樁帽（如塑泡沫體制造的樁帽）與所述褥墊層之間產(chǎn)生擦滑，并起到一定的緩沖作用，以使所述樁帽更佳適用于所述樁間土體，使其兩者同步作用及壓縮。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的增強(qiáng)復(fù)合地基承載能力的CM樁結(jié)構(gòu)在具體應(yīng)用過(guò)程中的工作原理是：當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載通過(guò)褥墊層4傳遞到復(fù)合地基的第一加載階段，由于彈性樁帽5傳遞力的延緩作用，結(jié)構(gòu)重量先傳遞到復(fù)合地基的天然土中，使樁間土體3壓實(shí)沉降，下降量相當(dāng)于樁帽5的變形量，此時(shí)，剛性C樁體1基本上不承擔(dān)荷載；此后的第二加載階段，地基附加荷載繼續(xù)增加，剛性C樁體1與樁間土體3共同承擔(dān)荷載，在樁土共同承載的階段，由于剛性C樁體1剛度大大高于樁間土體3，所以剛性C樁體1承擔(dān)了絕大部分的荷載，產(chǎn)生向下刺入效應(yīng)。當(dāng)然支持上述工作內(nèi)容的基礎(chǔ)還包括其它上述所述的部件的支持，而常規(guī)的剛性樁復(fù)合地基不存在上述的第一階段，即使常規(guī)的CM樁，其樁間土體的承載力發(fā)揮度也比本實(shí)用新型的低很多。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。